Foi atleta do Tênis Clube de Campinas na década de 70, jogando sua última competição, até optar pela carreira de técnico. Onde no mesmo ano atuou como técnico do clube.
Wlamir Marques é considerado um dos maiores jogadores de basquete da história do Brasil, juntamente com ídolos como Amaury Passos, Algodão, Rosa Branca e Ubiratan liderou a geração mais vitoriosa do basquete brasileiro durante as décadas de 50 e 60, quando a seleção foi bicampeã mundial. Ganhou dois apelidos logo no começo de sua carreira: Disco Voador e Diabo Loiro, o mais famoso.
É multimedalhista: possui quatro medalhas dos mundiais de basquete, sendo duas de ouro e duas de prata, além de dois bronzes olímpicos, um nos jogos de Roma-1960 e outro nos Jogos de Tóquio-a964.
Em âmbito continental, medalha de prata nos Jogos Pan-americanos de 1963 e medalha de bronze nos Jogos Pan-Americanos de 1955 e 1959.
Possui quatro medalhas de ouro do Campeonato Sul-Americano de Basquetebol Masculino.